多通道优先放大器的设计与应用

小夏 科技 更新 2024-03-02

图1所示的模拟优先级放大器最初设计为多输出电源的一部分,其中稳压操作基于最高优先级通道的电压。 该放大器的另一个应用是具有电子节气门控制的发动机控制系统,其中发动机需要响应多个输入命令的最高优先级。

图1输入优先级放大器提供与四个输入中具有最大正值的输入之一相对应的输出。 当电路响应正输入时,它通过反转二极管的方向并重新配置电源来响应负输入。

在该电路中,具有最大正输出的放大器通过放大器输出中的正向偏置二极管控制负反馈路径。 它通过R1、R2、R3或R4(取决于哪个通道具有最大正值)形成一条简单的单位增益路径,进入放大器的反相输入。 反相输入和输出之间的二极管在输入最大的放大器上反向偏置,最终电路在其输入和总输出之间充当单位增益放大器。

具有较小输入值的放大器的输出被迫从输出值变为负值,直到其反馈二极管D2(或任何相应的放大器的二极管)处于正偏置状态,使放大器保持在局部闭环条件下。 通过使用一个10k电阻(例如R1)形成一个本地反馈网络,一个输入值较小的放大器可以作为单位增益缓冲器工作。 图 2 显示了使用所有四个通道时的结果。

图2** 4 通道优先放大器的输出图。

当两个不同的波形通过施加不同的输入信号在不同时间段争夺最高振幅时,夸大效果。 图 3 显示了双通道版本放大器的实际示波器波形图,其中通道 3 是输出(请注意,示波器屏幕上通道 3 的零点值低于通道 1 和 2 的零点值)。

图3优先级放大器双通道版本的示波器波形 通道 1 和 2 是输入信号,通道 3 是输出。 (请注意,示波器屏幕上通道 3 的零值低于通道 1 和 2 的零值。 )

虽然电路配置为响应正电压,但只需反转二极管连接的方向并适当设置电源电压即可响应负电压。

图中所示电路使用Microchip MCP6V51 2 4运算放大器,但还有更多运算放大器可供选择。 选择运算放大器时需要考虑以下因素:

1.多个运算放大器,例如四个运算放大器(并将运算放大器的数量乘以,具体取决于最终的行数)。

2.大多数应用通常需要运算放大器的共模范围,包括运算放大器的负电源轨(通常为地)。 在某些情况下,可能需要具有轨到轨共模范围的放大器。

3.运算放大器所需的额定电压显然取决于传感器或输入信号的大小以及输出信号要求。

4.对于该电路,单位增益稳定性至关重要。 当输出进入容性负载时,可能需要对运算放大器进行额外补偿以保持稳定性。

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